2022年物理高中必修知识点2《经典力学的局限性》教案.docx

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1、2022年物理高中必修知识点2经典力学的局限性教案物理中学必修学问点2经典力学的局限性教案物理教学的主要形式就是老师讲解教科书，以使学生驾驭教科书的内容，于是形成了这样一种关系：教学时教科书通过老师的咀嚼喂给学生，考试时教科书经过老师的加工变为考题去检查学生。下面和课件网小编一起看看有关物理中学必修学问点2经典力学的局限性教案。中学物理必修2经典力学的局限性教案教学目标1、学问与技能（1）知道牛顿运动定律的适用范围；（2）了解经典力学在科学探讨和生产技术中的广泛应用；（3）知道质量与速度的关系，知道高速运动中必需考虑速度随时。2、过程与方法：通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理论会

2、不断完善和补充旧的理论，人类对科学的相识是无止境的。3、情感、看法与价值观：通过对牛顿力学适用范围的探讨，使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范围，相识学问的改变性和无穷性，培育献身于科学的时代精神。教学重难点教学重点牛顿运动定律的适用范围。教学难点高速运动的物体，速度和质量之间的关系。教学过程新课导入自从17世纪以来，以牛顿定律为基础的经典力学不断发展，取得了巨大的成就，经典力学在科学探讨和生产技术中有了广泛的应用，从而证明白牛顿运动定律的正确性.但是，经典力学也不是万能的，像其他科学一样，它也有肯定的适用范围，有自己的局限性.那么经典力学在什么范围内适用呢?有怎样的局限性呢?这节课我

3、们就来了解这方面的学问.一、经典力学及其局限性1.基本学问（1）从低速到高速经典力学的基础是牛顿运动定律，牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广袤区域，包括天体力学的探讨中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就.狭义相对论阐述物体以接近光的速度运动时所遵从的规律.在经典力学中，物体的质量是不变的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而增大，即，两者在速度远小于光速的条件下是统一的.（2）从宏观到微观19世纪末20世纪初，物理学探讨深化到微观世界，发觉了电子、质子、中子等微观粒子，而且发觉它们不仅具有粒子性，同时还具有波动性.20世纪20年头，量子力学建立，它能够正确地描述微观

4、粒子运动的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用.经典力学的适用范围，只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界.（3）从弱引力到强引力1915年，爱因斯坦创立了广义相对论，这是一种新的时空与引力的理论.在强引力的状况下，牛顿引力理论不再适用.当物体的运动速度远小于光速c（3×108 m/s）时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区分.2.思索推断（1）洲际导弹的速度有时可达到6 000 m/s，此速度在相对论中属于高速.（×）（2）质量是物体的固有属性，任何时候都不会变.（×）（3）对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增加而

5、变大.（√）探究沟通（1）牛顿其次定律属经典力学理论，它在高速世界还适用吗?（2）相对论、量子力学否定了经典力学吗?【提示】（1）在高速世界中，物体的质量随着速度的增加而变大，物体的加速度不肯定与它所受的外力成正比，牛顿其次定律不再适用.（2）相对论、量子力学没有否定经典力学，经典力学是相对论、量子力学在肯定条件下的特例.二、速度对质量的影响【问题导思】1.低速、高速是如何界定的?2.物体在高速状态下，质量与速度是什么关系?3.速度对物理规律有什么影响?1.低速与高速的概念（1）低速：远小于光速的速度为低速，通常所见物体的运动，如行驶的汽车、放射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体

6、的运动皆为低速运动.（2）高速：有些微观粒子在肯定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速.2.速度对质量的影响（1）在经典力学中，物体的质量不随速度而变.依据牛顿其次定律F=ma知，物体在力F作用下做匀变速运动，只要时间足够长，物体的运动速度就可以增加到甚至超过光速c.（2）爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度的增大而增大，即其中m0为物体静止时的质量，m是物体速度为v时的质量，c是真空中的光速.在高速运动时，质量的测量是与运动状态亲密相关的.3.速度对物理规律的影响对于低速运动问题，一般用经典力学规律来处理.对于高速运动问题，经典力学已不再适用，须要用相对论学问来处理.1.狭

7、义相对论中，物体在静止时质量最小，随着运动速度的增加，它的质量也在不断变大，对于高速运动物体，牛顿定律已不再适用.2.依据相对论的质速关系，若某物体的运动速度达到光速c，它的质量应是无穷大，这明显不符合事实，光速c是全部物体的最大速度.例：一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度v=6×106 m/s.关于电子的质量的改变，下列说法正确的是（）A.不变B.削减C.增大了0.02% D.增大了0.2%【审题指导】电子的速度6×106 m/s已接近光速，由爱因斯坦狭义相对论可知，电子的质量将有所增加，越接近光速越显著.【答案】C误区警示物体的质量与速度的关系从爱因斯坦的

8、相对论可知：物体的速度越大，它的质量就越大.当物体的速度远小于光速时，其质量的改变可以忽视；当物体的速度接近光速时，质量改变将很明显，其质量改变不行忽视.三、经典力学与相对论、量子力学的比较【问题导思】1.经典力学与量子力学的适用范围一样吗?2.在经典力学与相对论中，速度对质量有什么影响?3.经典力学与相对论、量子力学有什么联系?例：以下说法正确的是（）A.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B.经典力学理论的成立具有肯定的局限性C.在经典力学中，物体的质量不随运动状态的变更而变更D.相对论与量子力学否定了经典力学理论【答案】BC四、光速不变原理的应用例：设某人在以速度0.5c飞

9、行的飞船上打开一个光源，则下列说法正确的是（）A.飞船正前方地面上的视察者看到这一光速为1.5cB.飞船正后方地面上的视察者看到这一光速为0.5cC.在垂直飞船前进方向地面上的视察者看到这一光速是0.5cD.在地面上任何地方的视察者看到的光速都是c【答案】D规律总结1.光速不变原理：爱因斯坦的狭义相对论指出，在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样，即光在全部的惯性参考系中的传播速度均是光速.2.速度合成的关系式v船岸=v船水+v水岸只适用于低速运动的惯性参考系，对于接近光速的高速运动物体，该关系式已不再适用，此时应依据光速不变原理去解决问题.课后小结本节学习了经典力学的局限性：（1）

10、从低速到高速：在经典力学中，物体的质量m是不随运动状态变更的，而狭义相对论指出，质量要随着物体的运动速度的增大而增大。即（2）从宏观到微观：相对论和量子力学的出现，并不说明经典力学失去了意义，只说明它有肯定的适用范围：只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界。（3）从弱引力到强引力：相对论物理学与经典物理学的结论没有区分.相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只是认为科学在肯定条件下有其特别性，经典力学只适用于弱引力，不适用于强引力。板书第六节 经典力学的局限性1、从低速到高速 经典力学只适用于低速运动2、从宏观到微观 经典力学只适用于宏观物体3、从弱引力到强引力 万有引力定律只适用于弱引力第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页